JP2018179959A - インピーダンス測定装置のプローブ及びインピーダンス測定装置 - Google Patents
インピーダンス測定装置のプローブ及びインピーダンス測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018179959A JP2018179959A JP2017160486A JP2017160486A JP2018179959A JP 2018179959 A JP2018179959 A JP 2018179959A JP 2017160486 A JP2017160486 A JP 2017160486A JP 2017160486 A JP2017160486 A JP 2017160486A JP 2018179959 A JP2018179959 A JP 2018179959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- measuring device
- electrodes
- electrode
- impedance measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 81
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 64
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 61
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 61
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 35
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 33
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000002593 electrical impedance tomography Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
初めに、電気化学インピーダンス法について説明する。電気化学インピーダンス法は、交流電源に接続された一対の電極を用いて、電極間のインピーダンスを測定する方法である。金属の腐食速度は、その金属の腐食反応抵抗の逆数と相関がある。したがって、金属の腐食反応抵抗が求められれば、腐食速度が求められる。電気化学インピーダンス法により、金属の腐食反応抵抗を求める方法を説明する。
図4は、本実施形態のインピーダンス測定装置のプローブを示す斜視図である。図5は、本実施形態のインピーダンス測定装置のプローブを示す断面図である。図4及び図5を参照して、プローブ1は、本体部2と、複数の第1電極3と、複数の第2電極4と、第1配線5と、第2配線6と、を備える。
本体部2は、測定面7を含む。測定面7は、平坦であるのが好ましい。本体部2の外形は、円筒であってもよいし、矩形体であってもよい。本体部2は、複数の第1電極3それぞれの一部及び複数の第2電極4それぞれの一部を収容可能である。また、本体部2は、第1配線5及び第2配線6を収容可能である。
複数の第1電極3それぞれは、第1端面8を含む。したがって、第1端面8は複数存在する。複数の第1端面8それぞれは、測定面7から表出し、配列されている。すなわち、第1電極3の一部分が、測定面7から表出している。なお、「表出する」とは、第1電極3の第1端面8が本体部2の測定面7と同一平面に存在する場合と、第1電極3の第1端面8が本体部2の測定面7から突出する場合との双方を含む。後述する、第2電極4においても同様である。複数の第1端面8それぞれは、隙間を空けて配列されている。この第1端面8同士の隙間に第2端面9が配置される。複数の第1端面8それぞれは、測定面7において、電気的に接続されていない。すなわち、本実施形態のプローブ1には、上述した櫛型プローブ105の接続領域106に相当する領域が存在しない(図3参照)。
第1配線5は、本体部2の内部で複数の第1電極3それぞれに接続される。したがって、第1配線5は複数存在する。複数の第1配線5それぞれは、測定面7では複数の第1電極3それぞれに接続されていない。したがって、プローブ1には、上述した櫛型プローブ105の接続領域106に相当する領域が存在しない。複数の第1配線5はそれぞれ、交流電源10に接続される。これにより、複数の第1電極3それぞれが、電気的に接続される。複数の第1配線5は、図5に示すように1つに束ねられて交流電源10に接続されてもよい。また、複数の第1配線5それぞれが、直接交流電源10に接続されてもよい。
以下、本実施形態のインピーダンス測定装置のプローブの好適な態様について説明する。
複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれは、一方向に配列されるのが好ましい。ここで、複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれが一方向に配列されることは、複数の第1電極3及び複数の第2電極4それぞれが一方向に配列されることを意味する。この場合、特に、測定面での電位分布が生じにくい。しかしながら、複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれの配列は、これに限定されない。複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれは、円状や千鳥状に配列されてもよい。
複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれの形状は、矩形であるのが好ましい。ここで、複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれの形状が矩形であることは、複数の第1電極3及び複数の第2電極4それぞれの形状が矩形であることを意味する。この場合、電極の加工が容易である。しかしながら、複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれの形状は、矩形に限定されない。複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれの形状は、円、楕円、多角形等であってもよい。
図6は、第1端面及び第2端面の平面図である。図6を参照して、複数の第1端面8及び複数の第2端面9の配列方向に沿う辺の長さ(以下、電極幅ともいう)Wは、複数の第1端面8及び複数の第2端面9の配列方向と直交する方向に沿う長さ(以下、電極奥行ともいう)Lよりも短いのが好ましい。この場合、プローブの測定面の大きさが過度に大きくなりにくく、インピーダンス測定装置のプローブに適する。
第1電極3及び第2電極4の総数は、8つ以上であるのが好ましい。この場合、後述する実施例2に示すように、櫛型プローブと比較して、腐食反応抵抗RPの変化割合が抑制されるからである。
複数の第1端面8の総面積及び複数の第2端面9の総面積はそれぞれ、80〜120mm2であるのが好ましい。複数の第1端面8及び複数の第2端面9それぞれの総面積が上記範囲であれば、プローブ1の測定面7が過度に大きくならず、インピーダンス測定装置のプローブとして最適な大きさにできるからである。しかしながら、複数の第1端面8の総面積及び複数の第2端面9の総面積は、上記範囲に限定されるものではない。測定対象の大きさ、プローブの使用態様等に応じて適宜設定されればよい。
図9は、図4とは異なる本実施形態のプローブの測定面の平面図である。図9を参照して、プローブ1は、導電体11を備えていてもよい。導電体11は、交流電源に接続されない。導電体11は、第1電極3及び第2電極4とは電気的に独立している。導電体11の材質はたとえば、鋼、アルミ等の導電性を有する金属、炭素等である。配列方向の端の電極から導電体11に流れた電流は、導電体11を通り、もう一方の端の電極に流れ込む。したがって、配列方向の端の電極から流れ出た電流が、水膜内を流れ他の電極に流れることを抑制できる。これにより、測定面7での電位分布がより均一になりやすくなり、インピーダンス測定精度がさらに向上する。
図11は、本発明例1の電極端面の配列を示す平面図である。図12は、比較例1の電極端面の配列を示す平面図である。図13は、比較例2の電極端面の配列を示す平面図である。
図14は、本発明例1の測定面での電位分布を示す等電位線図である。図15は、比較例1の測定面での電位分布を示す等電位線図である。図16は、比較例2の測定面での電位分布を示す等電位線図である。
本発明例1においては、複数の第1電極3及び複数の第2電極4の数を変更した。比較例1及び比較例2においては、複数の区分された領域の数を変更した。その他の条件は、実施例1と同じであった。
図17は、実施例2の結果を示す図である。図17中において、丸印は本発明例1の結果を示し、三角印は比較例1の結果を示し、四角印は比較例2の結果を示す。図17を参照して、本発明例1において第1電極3及び第2電極4の総数が8つ以上であれば、比較例1及び比較例2よりも腐食反応抵抗の変化割合が抑制された。
図18は、本発明例2の電極端面の配列を示す平面図である。図18を参照して、本発明例2の第1端面8及び第2端面9の配置は、本発明例1と同じであった。本発明例2において、導電体11は全ての第1端面8及び第2端面9を囲んだ。導電体11の幅W2は5mmであった。導電体11と第1端面8及び第2端面9との隙間Xdは5mmであった。
図19は、本発明例1及び本発明例2の電位分布を示す図である。図19を参照して、図19の縦軸は電位(mV)を示し、横軸は第1電極及び第2電極の配列方向において測定面の中央からの距離を示す。図19中、実線は本発明例1の結果を示し、破線は本発明例2の結果を示す。本発明例1では、測定面における最大電位差は約1.1mVであった。本発明例2では、測定面における最大電位差は約0.6mVであった。これより、本発明例2では、本発明例1よりさらに測定面における電位分布が均一であることがわかった。
導電体11と第1端面8及び第2端面9との隙間Xdは、1.0mmであった。その他の条件は実施例3と同じであった。
図21は、実施例4の結果を示す図である。図21を参照して、導電体の幅W2が大きいほど、腐食反応抵抗の変化割合は抑制された。また、導電体の幅W2が5mm以上になると、腐食反応抵抗の変化割合は大きく変わらなかった。
第1端面(第1電極)の総数は1つ、第2端面(第2電極)の総数は1つであった。導電体の幅W2は5mmであった。その他の条件は実施例3と同じであった。
図22は、実施例5の結果を示す図である。図22を参照して、導電体と第1端面及び第2端面との隙間が大きいほど、腐食反応抵抗の変化割合は大きかった。インピーダンス測定装置のプローブとしては、腐食反応抵抗の変化割合は1.9以下であるのが望ましい。導電体と第1端面及び第2端面との隙間が5mm以下であれば、腐食反応抵抗の変化割合が1.9以下であった。
2:本体部
3:第1電極
4:第2電極
5:第1配線
6:第2配線
7:測定面
8:第1端面
9:第2端面
10:交流電源
11:導電体
Claims (11)
- インピーダンス測定装置のプローブであって、
測定面を含む本体部と、
前記測定面から表出し、配列された複数の第1電極と、
前記測定面から表出し、前記複数の第1電極と交互に隙間を空けて配列された複数の第2電極と、
前記本体部の内部で前記複数の第1電極それぞれに接続される第1配線と、
前記本体部の内部で前記複数の第2電極それぞれに接続される第2配線と、を備える、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項1に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記複数の第1電極はそれぞれ、前記測定面から表出した第1端面を含み、
前記複数の第2電極はそれぞれ、前記測定面から表出した第2端面を含み、
前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面は、一方向に配列され、
前記複数の第1端面の形状及び前記複数の第2端面の形状は、矩形である、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項2に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面の配列方向に沿う辺の長さは、前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面の配列方向と直交する方向に沿う辺の長さよりも短い、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項3に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面の配列方向に沿う辺の長さはそれぞれ、10mm以下である、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項3に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面の配列方向と直交する方向に沿う辺の長さはそれぞれ、10mm以下である、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項4又は請求項5に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記第1電極及び前記第2電極の総数は8つ以上である、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項2に記載のインピーダンス測定装置のプローブであってさらに、
前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面の配列方向において、一方の端に配置された前記第1端面又は前記第2端面と隙間を空けて隣接し、かつ、他方の端に配置された前記第1端面又は前記第2端面と隙間を空けて隣接する導電体を備える、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項7に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記導電体は、前記一方向に配列された前記複数の第1端面及び前記複数の第2端面の全体を囲む、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項8に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記導電体の幅は、5mm以上である、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項8に記載のインピーダンス測定装置のプローブであって、
前記導電体と前記第1端面又は前記第2端面との隙間は、5mm以下である、インピーダンス測定装置のプローブ。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載のインピーダンス測定装置のプローブと、
前記第1配線及び前記第2配線に接続される交流電源と、を備えるインピーダンス測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017083769 | 2017-04-20 | ||
JP2017083769 | 2017-04-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018179959A true JP2018179959A (ja) | 2018-11-15 |
JP7069599B2 JP7069599B2 (ja) | 2022-05-18 |
Family
ID=64275078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017160486A Active JP7069599B2 (ja) | 2017-04-20 | 2017-08-23 | インピーダンス測定装置のプローブ及びインピーダンス測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7069599B2 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61113437A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-05-31 | ゼテク・インコ−ポレ−テツド | 女性の排卵を予知する方法及び装置 |
JPH01197629A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-09 | Hitachi Ltd | 腐食モニター素子及び腐食モニターカード並びに腐食環境定量方法 |
JPH02291952A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-03 | Hitachi Ltd | 金属の腐食監視装置 |
JPH07113740A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Hitachi Ltd | 腐食モニタカードおよびその腐食モニタ方法 |
US20120055810A1 (en) * | 2009-05-29 | 2012-03-08 | University Of Miami | Solid-state electrochemical sensor |
JP2015180856A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 腐食モニタリングセンサ並びに腐食深さ算出システム及び金属腐食速度算出システム |
WO2018110219A1 (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 株式会社村田製作所 | Ecセンサおよびそれを用いた圃場管理システム |
-
2017
- 2017-08-23 JP JP2017160486A patent/JP7069599B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61113437A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-05-31 | ゼテク・インコ−ポレ−テツド | 女性の排卵を予知する方法及び装置 |
JPH01197629A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-09 | Hitachi Ltd | 腐食モニター素子及び腐食モニターカード並びに腐食環境定量方法 |
JPH02291952A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-03 | Hitachi Ltd | 金属の腐食監視装置 |
JPH07113740A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Hitachi Ltd | 腐食モニタカードおよびその腐食モニタ方法 |
US20120055810A1 (en) * | 2009-05-29 | 2012-03-08 | University Of Miami | Solid-state electrochemical sensor |
JP2015180856A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 腐食モニタリングセンサ並びに腐食深さ算出システム及び金属腐食速度算出システム |
WO2018110219A1 (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 株式会社村田製作所 | Ecセンサおよびそれを用いた圃場管理システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7069599B2 (ja) | 2022-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6501267B1 (en) | Eddy-current flaw detector probe | |
JP2013543405A5 (ja) | ||
JPWO2011158812A1 (ja) | 土壌の水分状態特定装置及びその方法 | |
CN101398369A (zh) | 监测表面腐蚀的设备和方法 | |
WO2007088913A1 (ja) | 損傷検出装置及び損傷検出方法 | |
EP1616152B1 (en) | Magnetic flow transducer and flow meter incorporating the same | |
JP4383012B2 (ja) | 導電材料内に検知管を組み込む装置及び粒子を検知し特徴づけるためのその装置の使用方法 | |
JP7024553B2 (ja) | 腐食環境測定装置のプローブ及び腐食環境測定装置 | |
US10495593B2 (en) | Testing method for sheet resistance of sheet material | |
JP2018179959A (ja) | インピーダンス測定装置のプローブ及びインピーダンス測定装置 | |
JP5156867B1 (ja) | コンクリートの電気抵抗率の測定方法及びその装置 | |
JP2024055910A (ja) | 熱検出器の計測値を正規化する方法 | |
JP2007003235A (ja) | 被測定物の肉厚変化の非破壊検査方法 | |
JP2019113534A (ja) | 腐食環境測定装置、並びにそれを用いた液膜厚さ及び電気伝導率の測定方法 | |
JP7122110B2 (ja) | 導電率計又は比抵抗計用の電極、当該電極を用いた導電率計及び比抵抗計 | |
EP4155713A1 (en) | Corrosion sensor designing method, corrosion sensor manufacturing method, and corrosion sensor | |
JP2017003376A (ja) | 腐食センサおよび腐食量の測定方法 | |
JP6332163B2 (ja) | 電流の測定方法 | |
JP6332162B2 (ja) | 電流の測定方法および装置 | |
JP4789502B2 (ja) | 電位差法を用いた深い亀裂に対する亀裂深さ測定手法および装置 | |
JP2010054278A (ja) | 導電率測定装置および導電率測定装置を用いた導電率測定方法 | |
US20230081784A1 (en) | Resistor arrangement | |
JP2021004849A (ja) | プローブ、及び腐食環境測定装置 | |
JP2021006764A (ja) | プローブ | |
JP2019174313A (ja) | 電気抵抗法を用いた密集亀裂深さ計測方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210420 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220418 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7069599 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |